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基于时间和行动规划的知识—意图逻辑

吕进  
【摘要】: 解释对主体理性行为产生影响的心理因素(信念、愿望、意图等)的基本框架称为BDI(belief-desire-intention)结构。BDI逻辑是研究BDI结构中诸因素的特征和相互关系的逻辑的统称。自上个世纪八十年代起,对BDI结构的研究一直是计算机科学和人工智能研究中的一个重点和热点。BDI逻辑作为人工智能研究对逻辑提出的理论要求,是在这个背景下产生的。 本文旨在建立一个具有一般性的BDI结构特征的逻辑:基于时间和行动规划的知识-意图逻辑。这个逻辑需要将时态逻辑、动态逻辑和认知逻辑三者有机地融合起来,逻辑地描述BDI结构中知识和意图的特征及其相互关系,解决BDI逻辑中存在的基本问题。 为实现这一目标,本文做了以下工作: 首先,在第2章建立了一个时态逻辑PTL。这个逻辑是在[1]和[2]提出的自然数时间逻辑(natural number logic)基础上,增加了表达自返性、持续性、传递性和离散性的公理而建立的。本章证明了PTL具有可靠性和完全性。 其次,第3章用[3]提出的加标转换系统结合第2章的逻辑,建立了一个能够表达行动的时态行动逻辑APTL,并证明了这个逻辑的可靠性和完全性。这个逻辑的建立使得建立表达意图特征的逻辑成为可能。 再次,第4章建立了一个表达意图特征的逻辑:基于时间和行动规划的意图逻辑I_(APTL)。这个逻辑是本文的主要创新性工作之一。在I_(APTL)中,意图的语义定义是在一般的模态语义基础上增加了时间和动作因素,这体现了意图本身的复杂性。与其他的BDI逻辑不同的是,本文的意图模型要求自返性,这样可以表达意图要求执行相应的行动这一直观思想。I_(APTL)成功地解决了意图的后承问题:意图算子的K公理在I_(APTL)中不成立。 又次,在第5章建立了一个描述知识与意图间相互推理关系的逻辑:基于时间和行动规划的知识-意图逻辑LI_(APTL)。这也是本文的一个主要创新点,其表达的直观思想是主体的意图总是在他的认知背景下产生的,因而才是理性的。本文用在模型中建立知识和意图的相互联系的方法来实现这一思想。LI_(APTL)解决了BDI逻辑中的副作用问题。 最后,在第6章建立了基于时间和行动规划的广义觉知的知识-意图逻辑L_AI_(APTL)。这个逻辑的建立使本文基本实现了研究目标。这是一个能够解决BDI逻辑中存在的逻辑全知和意图后承问题的逻辑。其解决思路是用[4]所提到的广义觉知逻辑。本文用觉知算子作用于知识算子,基本解决了逻辑全知问题。同时,在本章给出的逻辑中,增加了表达主体的意图是主体所觉知的行为规划的公理,使主体的意图更加理性。至此BDI逻辑中的5个基本问题都得到解决。 本文建立的是包含5个逻辑的系列逻辑。其中,第2章和第3章的逻辑是为后面的逻辑做准备而建立的逻辑。第4章、第5章和第6章所建立的逻辑是具有一般性的表达BDI结构特征的逻辑。


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